《简明微生物工程 3-2发酵机制-酒精、柠檬酸》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简明微生物工程 3-2发酵机制-酒精、柠檬酸（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三氯乙酸 TCA 沉淀蛋白的原理 TCA与蛋白质之间主要有以下几个方面的作用 在酸性条件下与蛋白质形成不溶性盐 作为蛋白质变性剂使蛋白质构象发生改变 暴露出较多的疏水性基团 使之聚集沉淀 随着蛋白质分子量的增大 其结构复杂性与致密性越大 TCA可能渗入分子内部而使之较难被完全除去 在电泳前样品加热处理时可能使蛋白质结构发生酸水解而形成碎片 而且随时间的延长这一作用愈加明显 电泳图谱显示 人血清蛋白 牛血清蛋白单体谱带有较明显的展宽现象 这可能是由于TCA的结合 使SDS与蛋白质的结合量产生偏差 从而造成蛋白质所带电荷的不均一性 造成迁移率的不一致 微生物的发酵机制 本章重点 1 酒精 乳酸 甘
2、油的发酵机制2 柠檬酸的发酵机制3 谷氨酸的发酵机制 EMP途径 HMP途径 ED途径 TCA循环 第一节糖代谢产物的发酵机制 一 糖酵解途径及调节 葡萄糖抑制激活 己糖激酶ADPAMP葡萄糖 磷酸 果糖 磷酸 磷酸果糖激酶ATPADPAMP果糖 二磷酸 3 磷酸甘油醛 二羟丙酮磷酸 3 磷酸甘油酸 2 磷酸甘油酸 葡萄糖 磷酸磷酸烯醇式丙酮酸果糖 二磷酸 丙酮酸激酶ATP3 磷酸甘油醛丙酮酸 葡萄糖分解途径 胞质线粒体TCA循环葡萄糖 丙酮酸 乙酰CoA CO2 H2O乙醇乳酸 丙酮酸的去路 O2线粒体 乙酰CoA TCA CO2 H2ONADHNAD 丙酮酸 乳酸丙酮酸脱羧酶NADHNAD
3、 乙醛 乙醇羧化酶 乙酰CoA 丙酮酸 乙醛 乙醇 CO2 H H 乳酸 草酰乙酸 H ATP 琥珀酸 丙酸 CO2 CO2 甲酸 6 5 4 3 2 1 H2 CO2 乙酰 CoA ATP 乙酸 乙醇 H 乙酰乳酸 CO2 3 羟基丁酮 H 2 3 丁二醇 CO2 H2 乙酰 CoA ATP 乙酸 乙酰乙酰 CoA CO2 ATP ATP H H 丙酮 2 丙醇 丁酸 丁醇 H 二 乙醇生成机制 脱羧酶NADHNAD 葡萄糖 丙酮酸 乙醛 乙醇1mol葡萄糖按100 生成2mol乙醇 重量理论转化率 2 46 05 180 1 100 51 1 实际只有95 生成乙醇 5 构成细胞或副产物
4、因此乙醇对糖的转化率约为48 5 副产物 杂醇油 琥珀酸 酯类 糠醛 甲醇等 三 甘油的合成机制 1 正常情况 无氧生成乙醇2 加入抑制剂 NaHSO3 形成甘油 二型发酵3 抑制剂不可太多 否则中毒 因此仍有乙醇4 碱性 pH7 6 条件下 乙醛歧化 产生甘油 乙醇 乙酸 CO2 酵母的三型发酵 四 乳酸发酵机制 1 同型乳酸发酵 产物只有乳酸NADHNAD 葡萄糖 丙酮酸 乳酸1mol葡萄糖按100 生成2mol乳酸 乳酸对糖的理论转化率 2 90 180 100 100 进行同型乳酸发酵的M 保加利亚乳杆菌 德氏乳杆菌 嗜酸乳杆菌 植物乳杆菌 干酪乳杆菌 2 异型乳酸发酵 通过HMP途径
5、的发酵 概念葡萄糖发酵除产生乳酸外还有CO2 乙醇或乙酸 i 异型乳酸发酵经典途径转化率50 肠膜明串珠菌属利用葡萄糖的反应 短乳杆菌利用核糖的反应 ii 双歧杆菌途径50 净5个 同型 异型乳酸发酵比较 100 50 五 柠檬酸的发酵机制 为什么黑曲霉能够过量积累柠檬酸 2丙酮酸脱氢酶3柠檬酸合成酶4乌头酸水合酶5异柠檬酸脱氢酶6 酮戊二酸脱氢酶 一 柠檬酸积累的机制 1由于锰离子缺乏抑制了蛋白质合成 导致细胞内NH4 浓度升高和形成一条呼吸活力强的不产生ATP的侧系呼吸链 这两方面的原因分别解除了对PFK的代谢调节 促进了EMP途径的畅通 2 由于丙酮酸羧化酶组成型 不被调节控制 就源源不
6、断地提供草酰乙酸 原料充足 黑曲酶的标准呼吸链和侧系呼吸链 NADH2琥珀酸 黄素蛋白 Y X O2 侧系呼吸链 细胞色素b 细胞色素c 细胞色素a a3 水杨酰异羟肟酸 抑菌素抑制 EMP途径的磷酸果糖激酶是一种调节酶 在正常生理浓度范围的柠檬酸和ATP对酶有抑制作用 AMP 无机磷和NH4 对酶有活化作用 NH4 还能有效解除柠檬酸和ATP对此酶的抑制 一 柠檬酸积累的机制 3 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoA和CO2固定两个反应的平衡 以及柠檬酸合成酶不被调节 增强了合成柠檬酸能力 来路畅通4 由于顺乌头酸水合酶在催化时建立以下平衡 柠檬酸 顺乌头酸 异柠檬酸 90 3 7同时在控制Fe2 含量时 顺乌头酸水合酶活力低 使柠檬酸积累 一旦柠檬酸浓度升高到某一水平就抑制异柠檬酸脱氢酶活力 从而进一步促进了柠檬酸自身积累 去路阻断5 柠檬酸的积累使pH值下降 在低pH值下 顺乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶失活 就更有利于柠檬酸的积累并排出体外 二 DCA循环和醋酸发酵柠檬酸 1 酵母菌乙醇 醋酸或烃类发酵生成柠檬酸2 酵母的烷烃发酵是氮源耗尽时开始的 这时AMP浓度陡然下降 抑制了异柠檬酸脱氢酶的活性 柠檬酸合成远大于分解 因此积累 异柠檬酸裂解酶
